中大型门式起重机过轨技术应用

摘 要：基于中低级别门式起重机投入大、利用率低的问题，介绍过轨门式起重机的应用前景；以台山船厂MG80/20t-40mA5过轨门式起重机应用实例为背景，分析了过轨操作技术、主要机构的关键技术及重要注意事项；论述中低级别门式起重机跨区域工作运行的可行性；提出了中低级别门式起重机多区域工作运行的新思路；为企业实现低投入高效益提供了新方法。

关键词：中低级别；门式起重机；实例；关键技术；新思路；新方法

Abstract: The low level of portal crane high input, low utilization problem based on, introduced the application prospect of Rail Gantry Crane; Taishan shipyard MG80\/20t-40mA5 rail gantry crane application example as the background, analyzes the key technology of rail operation technology, the main mechanism and important notes; on feasibility of low level gantry crane span regional operation; puts forward new ideas for low levels of gantry crane more regional work; it provides a new method for enterprises to achieve low investment and high benefit.

Key words: low level; gantry crane; examples; key technology; new ideas; new method

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

0引言

根据起重机设计手册的一般定义，整机工作级别为A5及A5以下的起重机一般称为中低级别起重机。这类起重机由于工作级别低，往往在远没有达到其预期使用寿命时就被废弃或拆除当废铁卖掉，不但浪费资源，增加企业负担，还占用了宝贵的生产工作场地。尤其对于中大型的起重机来说更是一种巨大的浪费和糟蹋。随着全球资源的日益紧缺，国家节能减排的号召，充分有效利用资源，节约成本将是未来发展的大趋势，大课题。也对起重机企业产品研发方向提出了新要求。由于传统起重机运行在固定的轨道上，其工作活动区域大受限制，未能得到充分有效的利用。因此，要扩展其工作范围，让其可以在更多的区域上工作活动，这就要求起重机能够从一跨轨道过渡到另一跨轨道，甚至可以在多跨轨道间轻松自由地过渡，实现在生产工作场地内自由穿梭工作的可能。由此，就要应用到起重机过轨技术，实现其可在多跨区域内工作运行，从而充分利用中低级别起重机，最大限度地将其报废时的使用寿命接近起重机预期的设计寿命，充分、有效地利用资源。减轻企业工具装备投入的负担。

1过轨门式起重机概述

1.1过轨门式起重机构造

台山市某船厂于我司采购订制了一台MG80/20t-40mA5，起升高度30米的过轨门式起重机。其与传统门式起重机主要区别在于其装有液压驱动的顶升机构和旋转机构。主要设置是：每根下横梁上装有两套顶升机构，每组大车台车组装有一套旋转机构。用于实现对起重机的顶升和大车台车组的90°旋转。如图1为整机四分之一的顶升机构和旋转机构设置方式。同时，每根下横梁设有一套提供该侧顶升机构和旋转机构动力的液压系统装置。

图1

1.大车台车组 2.对中标尺 3.顶升机构 4.下横梁 5.支腿 6.旋转机构

1.2 过轨操作过程

台山船厂过轨门式起重机工作范围如图2的一跨区域和二跨区域，起重机可以在两跨区域内自由运行工作。例如，起重机在一跨区域内工作完成，需要过渡到二跨时，具体操作步骤为：(1).起重机运行到过跨轨道，通过对中标尺对准过跨轨道；(2).A（B）侧顶升机构动作，将起重机A（B）侧顶起；(3). A（B）侧旋转机构动作，将A（B）侧的两组大车台车组旋转90°；(4). A（B）侧顶升机构动作，将起重机A（B）侧放下；(5). 对B（A）侧重复(1)~(4)步骤，实现对B（A）侧的大车台车组旋转90°并放下；(6).操作起重机通过过跨轨道从一跨区域运行到二跨区域，对中标尺对准二跨起重机轨道；(7).重复(1)~(5)步骤，实现大车台车组旋转90°并放下。至此，整个过跨过程完成，实现了起重机在二跨区域运行工作的要求。当需要从二跨区域返回到一跨区域时，重复(1)~(7)步骤即可实现起重机再次回到一跨区域运行工作的要求。

图2

1.起重机2.一跨起重机轨道3.过跨轨道4. 二跨起重机轨道

1.3 过轨门式起重机可行性

台山船厂MG80/20t-40mA5过轨门式起重机经过两年多的工作运行，其各机构均工作正常，安全可靠。从现场情况观察到，通过简单的对中及按钮操作，实现了将近300吨的大型金属结构在平均15分钟内移动到45米以外的另一个工作区域，实现了跨区域工作运行，初步取得了较少的投入而获得较高经济效益的成效。现场观察注意到，这台门式起重机的停歇时间还是比较多，可以进一步充分利用。若工厂生产场所布置合理、允许的话，还可以过渡到第三跨甚至第四跨进行作业。考察分析发现，具有以下特点的场合，采用过轨方式充分利用起重机是可行的：1.要求起重量大，而最大起重量使用频率较低的多跨并行场合；2. 要求起升高度高，而最大起升高度使用频率较低的多跨并行场合；3. 要求跨度方向大搬运距离，而跨度方向大搬运距离使用频率较低的多跨并行场合。

2过轨门式起重机关键机构概述

2.1 顶升机构构造、技术要点

图3所示为顶升机构的结构构造：顶升液压缸和杆系滑架通过顶升液压缸底座与起重机下横梁相连，顶升液压缸伸缩实现起重机的顶升和放下；导杆防止顶升液压缸万向座过渡偏摆，预防起重机运行过程中与地面物品发生碰撞；限位杆不允许像导杆那样在运动过程中产生偏摆，作为限位系统，必须保证其运动为直线轨迹，实现顶升液压缸的伸缩限位的可靠动作。

顶升机构功能是实现起重机的顶升和放下动作。顶升过程中，起重机门架平面和支腿平面必然会产生变形，从而引起小车运行方向和大车运行方向的侧向力；另外，顶升过程中门架也在不停地自由振动，也引起了小车运行方向和大车运行方向的侧向力。此时，顶升过程的这些侧向力及起重机的重力均由顶升液压缸承受。因此，液压缸的设计必须保证能够顶升起重机，同时能够承受这些侧向力；另外，顶升液压缸和顶升基础的接触必须保证有足够的抗侧滑能力，防止在顶升或放下过程中侧向力的作用下产生侧滑，造成放下后起重机大车车轮踏面无法对中轨道面。

图3

1.顶升液压缸底座2. 顶升液压缸3.导杆4.杆系滑架5.限位杆

2.2 旋转机构构造、技术要点

图4所示为旋转机构的结构构造：定位系统由卡槽和卡块组成，卡槽装在大车台车组法兰座上，卡块装在下横梁上，用于防止大车车轮组在运行过程中左右旋转偏摆；大车台车组法兰座用于通过螺栓实现大车台车组的安装；大车台车组法兰座和齿轮装在转轴上，实现大车台车组的旋转；旋转液压缸固定在下横梁上，伸缩运动时通过装在液压杆上的齿条带动齿轮实现旋转动作；限位系统确保旋转到90°时的限位和定位，实现定位系统的对中。

图4

1.定位系统2.转轴3.大车台车组法兰座 4.旋转液压缸5.齿条6.齿轮7.限位系统

旋转机构功能是实现起重机大车台车组的90°旋转动作。齿条由于偏心装在液压杆上，旋转过程中，齿条和液压缸因此受到了附加的弯矩作用，设计时应根据旋转液压缸的推力确定齿条不至于变形过大甚至断裂，液压缸也要保证有足够的抗弯能力。定位系统卡槽和卡块需现场根据轨道安装情况，通过多次运行调试，保证其在工作跨轨道和过跨轨道运行状态良好时，才能固定焊接，以免产生卡轨和啃轨的情况发生。转轴具有两个自由度，一是顶升过程中，保证其有轴向运动，实现定位系统的卡槽、卡块分离，保证旋转可以顺利进行；二是旋转运动，实现大车台车组的90°旋转。基于转轴的两个自由度运动，结构紧凑，免维护、装配缺陷补偿以及低成本特点考虑，宜优先选用滑动轴承。

3其他技术要点及注意事项

3.1其他技术要点

由于大中型门式起重机自重大，大车驱动电动机数量较多，若在过轨时出现某组大车电控失效而抱闸时，有折断支腿的可能。因此，大车电动机的选型不能选得过大，然而又必须能够满足室外起重机功率选型的要求。另外，也可以通过加装电控检测装置的方式来防止支腿的折断。

3.2注意事项

(1). 起重机进入过跨轨道后，支腿在门架方向的自由度得到解除，因此，支腿与主梁采用铰接而不采取措施约束该方向自由度的起重机，不能用作过轨起重机，否则起重机有倾倒的危险。

(2). 在顶升机构顶升或放下过程中，门架结构偶尔会出现较大的振动，尤其是调试阶段，因此各部件的连接必须牢固可靠；过轨操作的整个过程，应保证起重机上人员全部撤到地面上；并且小车应可靠固劳，防止在主梁上滑动甚至脱轨。

(3). 液压系统宜采用中低压力系统，可以有效地减少渗漏、系统的维护及提高系统的可靠性。

4结论

对台山船厂MG80/20t-40mA5过轨门式起重机过轨关键技术的解读和应用，解决了中低级别起重机利用率低的问题；论述了中低级别门式起重机跨区域工作运行的可行性和技术要点；为日后过轨起重机的设计、制造、安装和调试提供了一定的参考价值。

参考文献

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